對室內(nèi)濕溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計探究

勞志寧

摘要：目前大多數(shù)傳統(tǒng)室內(nèi)濕溫度檢測系統(tǒng)在應(yīng)用過程中會受到綜合因素的影響，例如軟件、電路或者系統(tǒng)元器件的質(zhì)量等，因此穩(wěn)定性通常較差，并且并不支持數(shù)字通訊與網(wǎng)絡(luò)通訊。本文以此為基礎(chǔ)，設(shè)計一種室內(nèi)濕溫度多點檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用簡單、所測量的數(shù)據(jù)準確性較高，并且擁有操作與運行穩(wěn)定的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：濕溫度檢測;系統(tǒng)設(shè)計;電路設(shè)計;軟件設(shè)計

通過相關(guān)調(diào)查可知，目前的室內(nèi)濕溫度檢測系統(tǒng)在應(yīng)用過程中存在一定不足，具有條件限制，這些系統(tǒng)大多應(yīng)用模擬溫度傳感器，主要包含前端放大部分、數(shù)據(jù)修改等4部分，受到多種因素的影響具有不穩(wěn)定性，因此設(shè)計一種運行穩(wěn)定并且操作簡單的室內(nèi)濕溫度檢測系統(tǒng)具有現(xiàn)實應(yīng)用價值。

一、整體設(shè)計

本文所設(shè)計的室內(nèi)濕溫度檢測系統(tǒng)，以多點檢測為基礎(chǔ)，應(yīng)用的基本應(yīng)用系統(tǒng)為AT89S52單片機系統(tǒng)，在應(yīng)用過程中，該單片機系統(tǒng)可以良好的完成溫度的檢測工作，所測量的最低溫度為0℃，最高溫度為100℃。

在系統(tǒng)中不同的檢測單元具有多樣化的運行方式，可以多個檢測單元共同工作完成合作，每個檢測單元也可單獨完成命令。中央主控機在對室內(nèi)的溫度與濕度測量后相關(guān)數(shù)據(jù)會直接保存，并且定時采集與記錄。除此之外，若工作人員需要檢測數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)還可以通過總線完成兩類檢測數(shù)據(jù)的傳輸工作，這使得工作人員數(shù)據(jù)的獲取難度大大降低，并且在存檔記錄的過程中可以自動分類，在需要時也可以隨時查詢應(yīng)用。

在本檢測系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，工作人員可以通過操作設(shè)置自動開啟報警，具體的工作原理為：工作人員在主控機上完成溫度改正值、濕度改正值、時間的數(shù)值測定，并且在從機上設(shè)置溫度上限與濕度上限。在設(shè)定完成后，若室內(nèi)的溫度或者濕度達到所設(shè)定的既定范圍或者預(yù)定值時，系統(tǒng)會自動開啟報警。以室內(nèi)溫度采集與報警流程環(huán)境為例，主要流程如下圖1所示。

圖1 ?溫度報警程序主流程圖

主控機作為主控制器，在日常應(yīng)用過程中會發(fā)送指令、接收指令，通過發(fā)送指令控制不同的從機采集實時溫度與濕度，通過接收指令接收從機所反饋的檢測數(shù)據(jù)。除此之外，主控機還可對接收到的檢測數(shù)據(jù)加以存儲并驗算分析。總而言之，主機與從機二者之間是協(xié)調(diào)配合的關(guān)系，通過合作使得系統(tǒng)的控制效果更為優(yōu)良，促進檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)檢測效率的提升。

在上述中提到本檢測系統(tǒng)具有自動報警功能，工作人員可以對溫度與濕度的數(shù)值進行范圍限定。在檢測過程中，如果溫度與濕度的數(shù)值都在規(guī)定的范圍內(nèi)，那么檢測系統(tǒng)的綠色指示燈會亮起;如果溫度與濕度的數(shù)值某一項或者均低于（/高于）規(guī)定的范圍，檢測系統(tǒng)會亮起紅色指示燈并發(fā)出報警音。工作人員在發(fā)現(xiàn)報警音后，可通過操作關(guān)閉報警，在對室內(nèi)的溫度與濕度重新調(diào)節(jié)后再次開啟本檢測系統(tǒng)。此時，若室內(nèi)的溫度與濕度仍不符合預(yù)定數(shù)值，那么系統(tǒng)會再次報警。通過這一功能使得本檢測系統(tǒng)在應(yīng)用過程中具有較好的可靠性，有利于規(guī)避安全隱患。

二、電路設(shè)計

（一）從機檢測單元設(shè)計

在從機檢測單元的設(shè)計過程中，為了使得該結(jié)構(gòu)可以實時檢測室內(nèi)溫度與濕度，應(yīng)用了溫度傳感器與濕度傳感器。除此之外，從機檢測單元還可通過接收主機的操作命令完成各項系統(tǒng)設(shè)定的執(zhí)行。

（二）ADC轉(zhuǎn)換電路設(shè)計

本檢測系統(tǒng)在應(yīng)用過程中具備對室內(nèi)不同點的溫度與濕度進行檢測并加以調(diào)節(jié)的功能，但是在設(shè)計初期發(fā)現(xiàn)此時檢測系統(tǒng)會出現(xiàn)反應(yīng)速度較慢的問題。為了解決這一不足，檢測系統(tǒng)的硬件選擇了12位AD574型號的A/D轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器的分辨能力較強，使得檢測系統(tǒng)最終呈現(xiàn)的檢測數(shù)據(jù)精確度更高。

（三）多機系統(tǒng)設(shè)計

在進行多機系統(tǒng)設(shè)計的過程中，需要多個計算機共同參與控制，以主從式系統(tǒng)的方式對室內(nèi)溫度與濕度進行多點檢測。在多機系統(tǒng)中，不同的計算機可以互相聯(lián)系，但是聯(lián)系與通信的過程受到主機的控制。對于主機而言，其主要的工作職責(zé)為控制從機，并對從機的工作狀態(tài)加以監(jiān)督，對從機下發(fā)指令、接收從機傳送的數(shù)據(jù)與信息后加以整理與驗算。除此之外，主機還需根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的報警閾值要求對閾值加以監(jiān)測，如果檢測到超出規(guī)定的范圍還需進行聲光報警，為了實現(xiàn)這一聲光報警功能，在多機系統(tǒng)中需要加入日歷時鐘。

在本檢測系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，工作人員如果想要了解從機目前的工作情況，可以通過人機通訊功能實現(xiàn)，此功能還有利于從機故障的及時檢查與維修，一定程度上為工作效率提供保證。就性質(zhì)而言，從機具有較強的獨立性，與主機不同，從機可以獨立完成信息采集與信息計算。在設(shè)計從機時以傳統(tǒng)單片機系統(tǒng)為基礎(chǔ)，因此二者之間具有類似性。除此之外，為了使得從機可以更好的完成信息處理工作、提高工作效率、減少通訊量過多所帶來的負面影響，因此從機所負責(zé)的工作對象是1對1的，每個從機對應(yīng)的子系統(tǒng)是不同的，因此具有獨立性。

三、軟件設(shè)計

在本次設(shè)計的室內(nèi)濕溫度檢測系統(tǒng)中，所應(yīng)用的工作原理中，主要體現(xiàn)了分布式控制的思維，因此在軟件設(shè)計的過程中主機與從機二者之間如何完成數(shù)據(jù)傳輸是必須解決的重難點問題。為了解決這一問題，在軟件設(shè)計時除了搭建硬件電路基礎(chǔ)，還必須制定軟件通信協(xié)議。在軟件通信協(xié)議中，包括主機的波特率數(shù)值、從機的波特率數(shù)值、中斷方式。在對室內(nèi)溫度與濕度檢測的過程中，主機可以控制從機，并且如果不對從機下發(fā)指令，那么從機不會向主機傳輸所檢測到的數(shù)據(jù)。

因此，在對室內(nèi)的溫度與濕度進行檢測時，主機必須對從機下發(fā)指令，指令會通過串口完成傳輸，從接口電路被傳輸?shù)诫娎|端口，從機會對此進行反饋發(fā)出應(yīng)答信號狀態(tài)，這時會被轉(zhuǎn)換為接收。如果在系統(tǒng)內(nèi)部的多個從機同時接到了指令，那么每個從機會將所收到的指令與自己的編碼比較，如果二者之間是一致的，那么會反饋應(yīng)答信號，如果比對結(jié)果存在差異性，那么不會予以反饋。在檢測數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，主機會對從機下達命令，從而切斷二者之間的聯(lián)系，這時主機會對從機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)開展驗算，在全部結(jié)束后傳輸至數(shù)據(jù)處理機構(gòu)。如果主機在傳輸數(shù)據(jù)的過程中因多種因素影響導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸中斷，那么可再次傳送。

四、結(jié)束語

本文創(chuàng)新設(shè)計一種室內(nèi)濕溫度多點檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)以單片機為基礎(chǔ)，對室內(nèi)的溫度與濕度進行多點定時檢測，該系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，可以使得數(shù)據(jù)的采集速度大大提升，并且處理效率有所提高。除此之外，該室內(nèi)濕溫度多點檢測系統(tǒng)在應(yīng)用時不受環(huán)境與室內(nèi)距離的影響，可在多樣化的環(huán)境下，完成多點溫度與濕度的檢測工作。

在該多點檢測系統(tǒng)的仿真實驗中，通過對溫度與濕度的測試結(jié)果數(shù)據(jù)可知：在室內(nèi)溫度正常時該溫濕度檢測系統(tǒng)可以正常使用，并且所測數(shù)據(jù)較為準確;在室內(nèi)溫度低于既定數(shù)值范圍時，系統(tǒng)會自動警報發(fā)出提醒;在室內(nèi)溫度高于既定數(shù)值范圍時同樣會發(fā)出警報聲。這有利于工作人員完成調(diào)節(jié)工作。該檢測系統(tǒng)應(yīng)用串口通信的設(shè)計，工作人員可在遠距離對室內(nèi)溫度進行調(diào)節(jié)，具有使用方便的優(yōu)勢。除此之外，該室內(nèi)濕溫度檢測系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)字方式，因此具有較高的穩(wěn)定性與準確性。

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